Прибор для измерения коэффициента сцепления пневматической шины с поверхностью дорожного покрытия
О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ R АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сооиалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.12.75 (21) 2303753/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16 Дата опубликования описания 31,05.77 (51) М. Кл в G 01 1 3 18 Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 531.781.(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения Н. С. Абрамов, И. А. Поярков, А. А. Соколов и В. Н. Свет- ковлев В11T Ташкентский автомобильно-дорожный институт (71) Заявитель ° g хтнж (54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОИ ШИНЫ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ Изобретение относится к области эксплуатации автомобильного транспорта строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Известный прибор для определения коэффициента сцепления пневматической шины с поверхностью дорожного покрытия, в котором контактирующие имитаторы шин скользят по поверхности дорожного покрытия под действием пружины, не обеспечивает требуемой точности измерения (1). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прибор для определения силы трения между скользящей шиной повозки с поверхностью дорожного покрытия, включающий штангу с имитаторами, установленную на валу, станину с закрепленным на ней приводом вала, выполненным в виде пружинного механизма, и регистрирующее приспособление, установленное на контактирующих башмаках, выполненное в виде самописца и цилиндрической пружины, взаимодействующих с инерционной массой, заключенной между плоскими пружинами (2). Пружинный привод снижает точность измерений и прибор дает график путем скольжения от максимальной для данного прибора скорости до нуля, на котором можно выбирать необходимый для исследования отрезок при короткой программе. Это усложняет процесс обработки результатов и снижает точность отсчета. Имитаторы шины имеют малый пусть скольжения при сравнительно большом диапазоне изменений скорости. Регистрирующее приспособление с плоскими цилиндрическими пружинами отличается сложной конструкцией. Все применяемые в приборе пружины должны иметь точную силовую характеристику, поэтому они сложны 1О в изготовлении и требуют периодической тарировки, а также дополнительного комплекта пружин при работе на других режимах. Кроме того, не фиксируется точно начальная скорость контактирования имитаторов с поверх15 ностью дорожного покрытия, что отражается отрицательно на точности прибора. В предлагаемый прибор для пзмерения коэффициента сцепления пневматической шины с поверхностью дорожного покрытия вве20 ден стакан с втулкой, внутри которого установлена станина на опорах с шарнирными пятами, причем привод вала штанги выполнен в виде снабженного тахометром электродвигателя, вал которого кинематически связан с 25 валом штанг, подвижно установленным во втулке стакана, связанного с блокировочным механизмом. Регистрирующее приспособление выполнено в виде грифеля, контактирующего с опорным диском, закрепленным на валу 30 штанг, и помещенного в корпус, шарнирно 556357 установленный на основании и фиксируемый относительно него соединительной планкой, причем основание корпуса установлено на торце стакана с помощью винта, ось которого смещена относительно оси вала штанг. На фиг. 1 показан предлагаемый прибор для измерения коэффициента сцепления пневматической шины с поверхностью дорожного покрытия; на фиг. 2 — то же, вид снизу; на фиг. 3 — прибор в разрезе; на фиг. 4 — регистрирующее приспособление; на фиг. 5 — крепление имитатора к штанге; на фиг. 6 — сечение первого имитатора шины в плоскости, перпендикулярной к траектории движения (сечение по А — А на фиг. 5); на фиг, 7 — сечение второго имитатора шины в плоскости, перпендикулярной к траектории движения; на фиг. 8— сечение по Б — Б на фиг. 5. Прибор содержит стакан 1, внутри которого установлена неподвижно относительно него станина 2 на опорах 3 с шарнирными пятами. Опоры 3 проходят сквозь прорези стакана. К станине прикреплен электродвигатель 4 постоянного тока с валом 5. На валу электродвигателя установлен тахометр 6. На станине 2 расположен блокировочный механизм 7 в виде кулачкового механизма с рычагом 8. На стакане 1 смонтировано регистрирующее приспособление 9, выполненное в виде подпружиненного грифеля, входящего в контакт с бумажной кольцевой лентой, расположенной на опорном диске 10. Опорный диск 10 закреплен на валу 11, который установлен во втулке 12 с возможностью осевого перемещения относительно стакана 1. Вал 11 штанг имеет на конце плоский хвостовик, входящий в торцовый паз вала 5 электродвигателя 4. На нижнем конце вала l1 жестко укреплены штанги 13 и 14. На внешних концах штанг 13 и 14 установлены на плоских пружинах держатели 15 (фиг. 5) при помощи металлических хомутов 16. В держателях 15 расположены имитаторы 17 и 18 (фиг. 6 и 7), которые представляют собой вырезанные из протектора автомобильной шины элементы прямоугольной формы. Регистрирующее приспособление 9 (фиг. 3) состоит из основания 19 (фиг. 4) и корпуса 20, внутри которого расположен подпружиненный грифель 21. Корпус 20 шарнирно соединен с основанием 19, закрепленным на стакане 1 винтом. К основанию 19 шарнирно укреплена накидная пружинная планка 22 с двумя отверстиями — в средней части и на конце †д фиксации корпуса 20 в рабочем (фиг. 4) и горизонтальном положениях. Горизонтальное положение корпуса 20 необходимо для установки и снятия кольцевой бумажной ленты в целях записи диаграммы. Фиксация корпуса 20 в нужном положении осуществляется штырем, расположенным в средней его части. Отверстие, находящееся на конце планки 22, служит для сопряжения со штырем при фиксации корпуса в горизонтальном положении, а отверстие планки, рас5 2г 63 65 положенное в средней ее части, служит для сопряжения с штырем при фиксации корпуса в рабочем положении. Регистрирующее приспособление 9 (фиг. 3) установлено на стакане 1 с возможностью изменения расстояния конца грифеля 21 (фиг. 4) от вертикальной оси симметрии прибора, что достигается путем установки основания 19 на торце стакана 1 с помощью винта 23, ось которого смещена от оси вала 11. Форма нижних контактирующих с дорогой поверхностью имитаторов различна. Имитатор 17 имеет две площадки, отделенные одна от другой вырезом, имитатор 18 — одну площадку, по ширине соответствующую вырезу имитатора 17. Это обеспечивает смещение рабочих поверхностей имитаторов 17 и 18 в радиальном направлении. При этом суммарная площадь поверхностей контактирования имитатора 17 равна площади контактирования имитатора 18. Между стаканом 1 и станиной 2 расположены направляющие 24 (фиг. 3), а между стаканом 1 и штангами 13 и 14 — пружина 25. На стакане 1 установлена аппарель 26. Для удобства эксплуатации прибора опоры 3 имеют винтовые удлинители 27. Блокировочный механизм 7 может быть выполнен не только в виде кулачкового механизма, но и в виде электромагнита, винтового механизма (винт с большим шагом) и т. п. Прибор располагают на относительно ровном участке дорожного покрытия, и при помощи удлинителей 27 опор 3 зазор между покрытием и контактирующими поверхностями имитаторов 17 и 18 (фиг. 6 и 7) устанавливается меньшим размера свободного вертикального перемещения стакана 1. При этом стакан 1 с штангами 13 и 14 за счет блокировочного механизма 7 зафиксирован в верхнем положении. Вал 11 штанг 13 и 14 в этот момент находится в зацеплении с валом 5 электродвигателя 4. Корпус 20 (фиг. 4) регистрирующего приспособления 9 устанавливают в рабочее положение при помощи накидной планки 22 и, ослабив винт 23, поворачивают корпус с основанием так, чтобы конец грифеля 21 располагался над кольцевой бумажной лентой, установленной на опорном диске 10 (фиг, 3). Бумажную ленту заправляют при горизонтальном положении корпуса 20. Затем прибор подключают к блоку питания, например к аккумулятору автомобиля или мотоцикла. При включении тока электродвигатель 4 вращает вал 11, штанги 13 и 14 с имитаторами 17 и 18 до оборотов, определяемых по тахометру, связанному электрически с датчиком 6. По достижении необходимой скорости, соответствующей реальной скорости перемещения шины относительно поверхности дорожного покрытия при движении транспортного средства, рычагом 8 блокировочного механизма 7 стакан 1 сбрасывается вниз и опирается на опоры 3 станины 2. Вал 11 выходит при этом из зацепления с валом 5 электродвигателя 4, так как вал 5 соединен с валом 11 с 556357 Мо 1105319, кл, G 01L 1/18, помощью плоского хвостовика, входящего в торцовый паз вала 5, и имитаторы 17 и 18 прижимаются с помощью пружины 25 к исследуемому дорожному покрытию. При этом пружина 25 создает удельное давление, соответствующее удельному давлению пневматической шины на дорожное покрытие. Подпружиненный грифель 21 за счет осевого перемещения вала 11 во втулке 12 соприкасается с бумажной кольцевой лентой опорного диска 10, и при скольжении имитаторов 17 и 18 на поверхности дорожного покрытия вычерчивает длину пути их сколыкения от заданной скорости до нуля. Чтобы следы контактирующих поверхностей имитаторов 17 и 18, перемещающихся по испытываемой поверхности, не совпадали друг с другом, длина дуги их контактирования не должна превышать 358 . Лля проведения нескольких записей замеров при ослаблении винта 23 изменяют расстояние конца грифеля 21 от вертикальной оси симметрии прибора. После сепии замеров регистрирующее приспособление 9 устанавливают в горизонтальное положение, а бумажную кольцевую ленту снимают с опорного диска 10. По получаемой кольцевой траектории пути определяют центральный угол этой траектории, а по предварительно составленной таблице зависимости угла пути скольжения имитаторов 17 и 18 от коэффициента сцепления— коэффициент сцепления на данном участке исследуемой поверхности дорожного покрытия. Коэффициент сцепления определяют из условия равенства кинетической энергии свободно вращающихся масс прибора работе трения скольжения имитаторов 17 и 18 с поверхностью дорожного покрытия. При малом весе портативного прибора пружина 25 отжимает его от дорожного покрытия. Во избежа10 Зо 40 ние этого при работе прибор загружают весом колеса мотоцикла, установленного на аппапели 26, или другим грузом. Прибор снабжен дистанционным пультом управления, включающим тахометр и реостат для регулирования числа оборотов электродвигателя 4. Формула изобретения Прибор для измерения коэффициента сцепления пневматической шины с поверхностью дорожного покрытия, содержащий установленные на валу штанги с закрепленными на концах имитаторами, станину с приводом вала штанг, блокировочным механизмом и регистрирующее приспособление, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен стакан с втулкой, внутри которого установлена станина на опорах с шарнирными пятами, причем привод вала штанг выполнен в виде снабженного тахометром электродвигателя, вал которого кинематически связан с валом штанг, подвижно установленным во втулке стакана, связанного с блокировочным механизмом, а регистрирующее приспособление выполнено в виде грифеля, контактирующего с опорным диском, закрепленным на валу штанг, и помещенного в корпус, шарнирно установленный на основании и фиксируемый относительно него соединительной планкой, причем основание корпуса установлено на торце стакана с помощью винта, ось которого смещена относительно оси вала штанг. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент Великобритании кл. G 1S 1965. 2. Авт. св. М 221965, 17.11.66 (прототип) . 556357 Ф к Рис. 7 Составитель А. Новиков Техред О. Тюрина Корректор Т. Добровольская Редактор Т. Рыбалова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1055/12 Изд. ¹ 403 Тираж 1106 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
